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研究者総覧

詳細

片野　諭 (カタノ　サトシ)

  • 理工学部応用化学科　教授
  • 工業技術研究所　研究員
  • 理工学研究科応用化学専攻　教授
  • バイオ・ナノエレクトロニクス研究センター　研究員
Last Updated :2024/04/23

研究者情報

学位

  • 博士（理学）（東京工業大学）

科研費研究者番号

  • 00373291

J-Global ID

研究キーワード

  • 単一分子物性   表面分析   表面物理化学   光化学   機能性分子膜   ナノカーボン   カーボンナノチューブ   金属ナノ微粒子   走査プローブ顕微鏡   走査トンネル顕微鏡   表面振動分光   超高真空技術   

研究分野

  • ナノテク・材料 / 機能物性化学
  • ナノテク・材料 / ナノ構造化学
  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性
  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学

研究活動情報

論文

書籍

  • 図説 表面分析ハンドブック
    片野諭 (担当:分担執筆範囲:走査トンネル顕微鏡発光)朝倉書店 2021年

MISC

  • 草刈 智也; 上原 洋一; 桑原 正史; 鈴木 哲; 丹野 健徳; 片野 諭 日本物理学会講演概要集 68 (2) 835 -835 2013年08月
  • 上原 洋一; 桑原 正史; 片野 諭 日本物理学会講演概要集 68 (2) 835 -835 2013年08月
  • Time-resolved Scanning Tunneling Microscope Light Emission Spectroscopy of Sb2Te3
    Yoichi Uehara; Satoshi Katano; Takaya Tsunoda; Masashi Kuwahara Proceedings of the 25th Symposium on Phase Change Optical Information Storage 2013 2013 57 2013年
  • Electron Tunneling into Alkanethiol Self-Assembled Monolayer (SAM)-Covered Au Films Studied by Scanning Tunneling Microscope Light emission
    Jamal Uddin Ahamed; Tomonori Sanbongi; Satoshi Katano; Yoichi Uehara Proceedings of SOIM-GCOE10 2010 13 2010年
  • Phonon Detection Using Scanning Tunneling Microscope Light Emission
    Yoichi Uehara; Satoshi Katano; Shota Watanabe; Masashi Kuwahara Proceedings of the 22nd Symposium on Phase Change Optical Information Storage 2010 2010 17 2010年
  • Preparation of Au Films Deposited on Glass Substrate for the Enhancement of Light Emission from Prism-coupled STM Junction
    Jamal Uddin Ahamed; Tomonori Sanbongi; Satoshi Katano; Yoichi Uehara Proceedings of SOIM-GCOE09 2009 91 2009年
  • 古川 雅士; 藤澤 英樹; 片野 諭; 小笠原 寛人; 金 有洙; 米田 忠弘; Nilsson A.; 川合 真紀 日本物理学会講演概要集 57 (2) 747 -747 2002年08月
  • 古川 雅士; 米田 忠弘; 小笠原 寛人; 片野 諭; 川合 真紀; 田中 裕行; 川合 知二; Nilsson A. 日本物理学会講演概要集 56 (1) 799 -799 2001年03月
  • Electronic Structure of DNA-related Molecules on Surfaces: Cytosine on Cu(110)
    M. Furukawa; T. Komeda; S. Katano; M. Kawai; T. Kawai; H. Ogasawara; A. Nilsson MAX Lab Activity Rep. 2000 204 2000年
  • NEXAFS and STM Studies of Butene Isomers on Pd(110)
    S. Katano; M. Furukawa; H. Ogasawara; T. Komeda; H. S. Kato; M. Kawai; K. Domen; A. Nilsson MAX Lab Activity Rep. 2000 210 2000年

産業財産権

  • 特許5594770:構造解析方法および構造解析システム  
    上原洋一, 片野諭  東北大学

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2024年04月 -2028年03月 
    代表者 : 片野 諭
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    研究期間 : 2020年07月 -2023年03月 
    代表者 : 片野 諭
     
    酸化グラフェン(GO)の光電子物性は、導電性のsp2ドメインと、酸素官能基が接続された絶縁性のsp3ドメインで構成されるナノ構造で支配される。特にsp2ドメインのサイズや空間分布は、電気伝導や発光などGOの機能性を決定する主な要因となるが、それらナノドメインを微視的に評価できない問題を抱えていた。例えば、ナノ構造の物性を個々に評価できるツールとして走査トンネル顕微鏡(STM)が挙げられるが、絶縁性ドメインを含むGOは導電性が低いためSTMで観察できないとされていた。我々のグループでは、水の除去と単層観察によりこれまで不可能とされていたGOのSTM観察に成功し、これまでのGO研究の概念を覆した。ここで、STMナノスペクトロスコピーがブレークスルー技術となり、振動・電子状態や光物性などGOの機能性に関わるナノ物性が一気に解明される挑戦性の高い本研究の着想を得た。 本研究課題では、一つ一つの原子や分子の特性を個々に調べることができるSTMスペクトロスコピーを駆使して、これまで不明だったGOのナノ光電子物性を解明することを目的とした研究を行う。研究2年目となる令和3年度では、試料基板の評価、STMを用いたGOのナノ構造観察と微視的な電子状態評価を行った。具体的には、試料基板として用いる有機単分子膜の構造と化学状態の評価を高分解能電子エネルギー損失分光法で行った。またSTMや原子間力顕微鏡を用いて、GOの吸着構造を調べた。STMによるトンネル分光（STS）により、GO内に局在した電子状態を明らかにした。さらに、金属ナノ微粒子を用いたナノカーボン形成について成果があった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 片野 諭
     
    原子空間分解能とマニピュレーション能力の両者をあわせ持つ走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、粒径数 nmの銀ナノ微粒子近傍に発生するプラズモン光電場をナノスケールで明らかにする研究を行った。電界蒸発により、Si(111)基板上の任意の位置に個々の銀ナノ微粒子を高い位置精度で配置することに成功した。単一の銀ナノ微粒子の光物性をSTM発光分光により明らかにする研究を行い、微粒子サイズおよび形状に依存した銀ナノ微粒子の光物性を明らかにすることができた。さらに、STMナノギャップにおけるナノマテリアルの発光計測をおこない、基板の微細構造に起因した発光物性を高い空間分解能で明らかにすることができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)
    研究期間 : 2011年 -2012年 
    代表者 : 片野 諭
     
    走査トンネル顕微鏡(STM)の探針から放出されるトンネル電子を理想的なナノスケール発光誘起源として利用できることに着目し、カーボンナノチューブ(CNT)の不均一構造に起因する局所的な発光ダイナミクスを究極の空間分解能で明らかにする研究を行った。従来から報告されている乾式接触(DCT)法の改良を行い、孤立した単一鎖CNTを高密度でAu基板表面に固定化することに成功した。STM探針によって誘起されたCNTの原子欠陥構造の直上でSTM発光計測を行ったところ、発光スペクトルの形状が大きく変化することが分かった。このような発光スペクトルの変化は、電子構造の変化に起因すると考えられる。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 片野 諭
     
    走査トンネル顕微鏡(STM)は、試料表面の原子構造の観察だけでなく、探針と試料間の電位制御により個々の原子・分子の分光が可能である。しかしながら、トンネル電流を検出する装置上の制約により、STMの時間分解能はせいぜい数十ミリ秒程度に限られている。本研究では、従来のSTM装置に高い時間分解能を有するレーザー光を組み合わせたトンネル顕微鏡を構築することを目的とした。単一ナノ構造および有機分子を用いた自己組織化単分子膜構造の形成過程を明らかにし、それらの局所領域における動的過程を明らかにすることができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)
    研究期間 : 2004年 -2006年 
    代表者 : 片野 諭
     
    本研究の目的は、分子ひとつひとつを識別可能な走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて単一分子の電子状態および電気伝導を観測し、分子内および界面における電子の振る舞いをアトムレベルで明らかにすることである。ターゲットとする有機分子を選ぶことにより、電気伝導を担う要素を分離し単一分子内の電子の流れを捕らえ制御することが可能になると考えられる。本年度の研究において以下の事項を明らかにすることができた。 (1)剛直三脚分子の構造制御および電子状態の解明 Au(111)表面に吸着させた剛直三脚分子の吸着構造および局所電子状態をSTMを用いて明らかにした。頭部をBr基で修飾した三脚分子は特徴的な自己組織化単分子膜を形成することが分かった。この構造は、隣り合うS原子の分子間相互作用により安定化され、さらに隣接分子のメチレン基の幾何位置により光学活性構造を誘起することが分かった。また、頭部をフェロセン誘導体で置換した三脚分子は、Br置換体と同一構造の自己組織化単分子膜を形成した。これは、アダマンタン位における分子間相互作用により吸着構造が規定され、その構造が頭部の修飾基によらないためであると考えられる。さらに、走査トンネル分光(STS)法によりBr置換体およびフェロセン置換体の電子状態を明らかにした。Br置換体はフェルミエネルギー近傍にピークを有さないのに対して、フェロセン置換体のスペクトルには分子のHOMOおよびLUMOに帰属される明瞭な共鳴ピークが検出された。トリチオールアダマンタンを骨格とした三脚分子は、吸着構造を保持したまま単一分子の電子状態を任意に制御できる可能性を有することが本結果から示唆された。

その他のリンク

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